基礎(chǔ)工程習(xí)題解答

1、習(xí)題解答習(xí)題32 某過(guò)江隧道底面寬度為33m，隧道A、B段下的土層分布依次為：A段，粉質(zhì)粘土，軟塑，厚度2m，Es4.2MPa，其下為基巖；B段，粘土，硬塑，厚度12m，Es=18.4MPa，其下為基巖。試分別計(jì)算A、B段的地基基床系數(shù)，并比較計(jì)算結(jié)果。解本題屬薄壓縮層地基，可按式（10-52）計(jì)算。A段：B段：比較上述計(jì)算結(jié)果可知，并非土越硬，其基床系數(shù)就越大?；蚕禂?shù)不僅與土的軟硬有關(guān)，更與地基可壓縮土層的厚度有關(guān)。習(xí)題33 如圖10-13中承受集中荷載的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的抗彎剛度EI2×106kN·m2，梁長(zhǎng)l10m，底面寬度b2m，基床系數(shù)k4199kN/m3，試

2、計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)C的撓度、彎矩和基底凈反力。解圖10-13查相關(guān)函數(shù)表，得Ax=0.57120，Bx=0.31848，Cx=-0.06574，Dx=0.25273，Al=0.12342，Cl=-0.19853，Dl=-0.03765，El=4.61834，F(xiàn)l=-1.52865。(1)計(jì)算外荷載在無(wú)限長(zhǎng)梁相應(yīng)于A、B兩截面上所產(chǎn)生的彎矩和剪力Ma、Va、Mb、Vb由式（10-47）及式（10-50）得：(2)計(jì)算梁端邊界條件力FA=(El+FlDl)Va+(El-FlAl)Ma-(Fl+ElDl)Vb+(Fl-ElAl)Mb=(4.61834+1.52865×0.03756)×

3、121.2+0.18×(4.61834+1.52865×0.12342)×(-103.9) -(-1.52865-4.61834×0.03756)×(-131.5)+ 0.18×(-1.52865-4.61834×0.12342)×(-78.7) =282.7kNFB=(Fl+ElDl) Va+(Fl-ElAl) Ma-(El+FlDl)Vb+(El-FlAl)Mb=(-1.52865-4.61834×0.03756)×121.2+0.18×(-1.52865-4.61834×

4、;0.12342)×(-103.9) -(4.61834+1.52865×0.03756)×(-131.5)+ 0.18×(4.61834+1.52865×0.12342)×(-78.7) =379.8kN =-396.7kN·m =756.8kN·m(3) 計(jì)算基礎(chǔ)中點(diǎn)C的撓度、彎矩和基底凈反力pC=kwC=4199×0.0134=56.3kPa習(xí)題41 截面邊長(zhǎng)為400mm的鋼筋混凝土實(shí)心方樁，打入10m深的淤泥和淤泥質(zhì)土后，支承在中風(fēng)化的硬質(zhì)巖石上。已知作用在樁頂?shù)呢Q向壓力為800kN，樁身的彈性模

5、量為3×104N/mm2。試估算該樁的沉降量。解該樁屬于端承樁，樁側(cè)阻力可忽略不計(jì)，樁端為中風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，其變形亦可忽略不計(jì)。因此，樁身壓縮量即為該樁的沉降量，即習(xí)題42 某場(chǎng)區(qū)從天然地面起往下的土層分布是：粉質(zhì)粘土，厚度l1=3m，qs1a=24kPa；粉土，厚度l2=6m，qs2a=20kPa；中密的中砂，qs3a=30kPa，qpa=2600kPa?，F(xiàn)采用截面邊長(zhǎng)為350mm×350mm的預(yù)制樁，承臺(tái)底面在天然地面以下1.0m，樁端進(jìn)入中密中砂的深度為1.0m，試確定單樁承載力特征值。解習(xí)題43 某場(chǎng)地土層情況（自上而下）為：第一層雜填土，厚度1.0m；第二層為淤泥

6、，軟塑狀態(tài)，厚度6.5m，qsa=6kPa；第三層為粉質(zhì)粘土，厚度較大，qsa=40kPa；qpa=1800kPa?，F(xiàn)需設(shè)計(jì)一框架內(nèi)柱（截面為300mm×450mm）的預(yù)制樁基礎(chǔ)。柱底在地面處的荷載為：豎向力Fk=1850kN，彎矩Mk=135kN·m，水平力Hk=75kN，初選預(yù)制樁截面為350mm×350mm。試設(shè)計(jì)該樁基礎(chǔ)。解(1)確定單樁豎向承載力特征值設(shè)承臺(tái)埋深1.0m，樁端進(jìn)入粉質(zhì)粘土層4.0m，則結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，取Ra=500kN。(2)初選樁的根數(shù)和承臺(tái)尺寸取樁距s=3bp=3×0.35=1.05m，承臺(tái)邊長(zhǎng)：1.05+2×0.3

7、5=1.75m。樁的布置和承臺(tái)平面尺寸如圖11-12所示。暫取承臺(tái)厚度h=0.8m，樁頂嵌入承臺(tái)50mm，鋼筋網(wǎng)直接放在樁頂上，承臺(tái)底設(shè)C10混凝土墊層，則承臺(tái)有效高度h0=h-0.05=0.8-0.05=0.75m。采用C20混凝土，HRB335級(jí)鋼筋。(3)樁頂豎向力計(jì)算及承載力驗(yàn)算(4)計(jì)算樁頂豎向力設(shè)計(jì)值扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向力設(shè)計(jì)值為：(5)承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 圖11-121)柱邊沖切a0x=525-225-175=125mm, a0y=525-150-175=200mm2)角樁沖切c1=c2=0.525m, a1x= a0x=0.125m, a1y= a0y=0.2m

8、,1x=0x=0.2, 1y=0y=0.267(6)承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算對(duì)柱短邊邊緣截面：x=0x=0.2<0.3,取x=0.3對(duì)柱長(zhǎng)邊邊緣截面：y=0y=0.267<0.3, 取y=0.3(7)承臺(tái)受彎承載力計(jì)算Mx=Niyi=2×624.4×0.375=468.3kN·m選用1614，As=2460mm2，平行于y軸方向均勻布置。My=Nixi=2×759.4×0.3=455.6kN·m選用1514，As=2307mm2，平行于x軸方向均勻布置。配筋示意圖略。附加例題 某4樁承臺(tái)埋深1m，樁中心距1.6m，承臺(tái)邊長(zhǎng)為2.5m，作用在承臺(tái)頂面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk=2000kN，Mk=200kN·m。若單樁豎向承載力特征值Ra=550kN，試驗(yàn)算單樁承載力是否滿(mǎn)足要求。解習(xí)題44 (1)如圖11-11所示為某環(huán)形剛性承臺(tái)下樁基平面圖的1/4。如取對(duì)稱(chēng)軸為坐標(biāo)軸，荷載偏心方向?yàn)閤軸，試由式（11-4）導(dǎo)出單樁樁頂豎向力計(jì)算公式如下：式中Mk豎向荷載Fk+Gk對(duì)y軸的力矩，Mk =(Fk+Gk)·e；e豎向荷載偏心距；nj半徑為rj的同心圓圓周上的樁數(shù)。圖11-11(